利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法

技术领域

本发明属于探矿技术领域，具体是一种利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法。

背景技术

在全球范围内，金矿资源整体处于稀缺状态，而且在空间分布中十分不集中

公布号为CN113361112A的专利公开了一种利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法，基于现有已有金矿探矿及采掘过程中所积累的数据，通过计算机构建全数据三维地质模型；计算机根据全数据三维地质模型分析得出成矿规律的地质条件，以计算机分析出的成矿规律地质条件为依据，圈定勘探区域进行金矿勘探作业。

该方法虽然利用计算机分析出了部分具有成矿规律的地质条件，根据现有研究表明金矿形成于于汇聚板块边缘的增生体上，是在碰撞造山带的挤压和转换挤压变形过程中形成的，而压力骤降和金属硫化物中的Re是形成增生体的原因之一，该方法中具有成矿规律的地质条件未涉及到压力骤降和金属硫化物的研究，导致对成矿区域判断的准确性有待提高，因此，我们提出了一种利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法，通过引入压力变化和金属硫化物中Re含量两个参数，增加对成矿区域判断的评价指标，以提高成矿区域判断的准确性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法，包括如下步骤：

S1、获取现有金矿的地质数据，地质数据包括地质平面图、DEM数据、勘探线剖面图、钻孔数据和金品位数据；

S2、构建地层模型：基于GOCAD软件构建三维空间，以未开采地表的DEM数据导入GOCAD，提取地质平面图中的地层界线以.shp格式导入GOCAD，地层界线投影至相同坐标的DEM数据上并对DEM数据进行切割，相邻切割线进行约束校正，获得地层模型；

S3、构建断层模型：基于勘探线剖面图提取断层线，构成断层骨架网络，结合钻孔数据对断层骨架网络进行约束校正，获得断层模型；

S4、构建岩体模型：基于勘探线剖面图获取岩体边界线，沿重力方向延伸岩体构建若干水平切片，校正水平切片高程，提取水平切片与岩体边界线交点，记为控制点，连接控制点获得封闭曲线并对其加密处理，使用DSI进行多次插值后将封闭曲线按照高程连接获得初始岩体表面，对其约束校正，获得岩体模型；

S5、构建品位模型：将地层模型切割为若干等体积的块体模型，基于克里格法在块体模型中添加同坐标的金品位数据，获得品位模型；

S6、耦合地层模型、断层模型、岩体模型和品位模型，基于找矿信息量法确定成矿因素和有矿阈值，基于成矿因素和有矿阈值构建金矿预测模型，其中成矿因素包括地表特征、岩石类型、岩石分布、岩石厚度、金属硫化物Re-Os中Re含量和压力变化值；

S7、以成矿因素为自变量，设有钻孔的成矿区域的矿储量为因变量，构建成矿因素-矿储量函数，其表达式为：

A

其中，a为成矿因素，A

S8、根据成矿因素中的地表特征和岩石分布，在待探测矿区圈出第一成矿范围，在第一成矿范围分布式钻孔获取岩石类型和岩石厚度的数据，在能够成矿的岩石类型处埋入监测桩监测金属硫化物Re-Os中Re含量和压力变化值；

S9、将S8钻孔获取的数据输入金矿预测模型计算成矿度：若成矿度超过有矿阈值，则该钻孔点有矿，将有矿的钻孔点相连形成待开采矿区，若成矿度未超过有矿阈值，则该钻孔点无矿；

S10、计算待开采矿区内各钻孔点的矿储量，各钻孔点的矿储量之和即为待开采矿区的金矿预估储量。

进一步，所述S2中相邻切割线采用DSI插值法进行曲面平滑。

进一步，所述S3中对断层骨架网络进行约束校正的步骤包括：将断层线合并，基于SMW生成断层面，导入同坐标下的钻孔数据对断层面进行高度调整。

进一步，所述S4中校正水平切片高程的步骤包括：对于岩体高差变化超过阈值的水平切片进行加密处理，对于岩体高差变化低于阈值的水平切片进行稀疏处理。

进一步，所述S6中找矿信息量法确定成矿因素和有矿阈值的步骤包括：

记I

则有矿阈值的表达式为：

其中，

进一步，所述S8中监测桩包括桩本体，桩本体顶部设有供电模块，桩本体内开有容置腔且容置腔贯穿桩本体顶部，容置腔内设有通讯模块、预处理模块和支撑组件，桩本体侧壁下部开有若干第一滑槽和滑孔，第一滑槽内沿桩本体侧壁方向依次连接有第一弹性件、第一应变片和滑块，容置腔下方连通有第二滑槽，支撑组件包括沿容置腔和第二滑槽纵向滑动的压杆，压杆底部沿竖向依次连接有第二应变片和第二弹性件，第二弹性件远离第二应变片的一端与第二滑槽底部固定连接，压杆中部铰接有若干支撑杆，支撑杆中部与容置腔之间铰接有限位杆，支撑杆的活动端设有Re含量传感器，支撑杆能够穿过滑孔插入矿区土壤，加固监测桩并通过Re含量传感器监测桩本体周围金属硫化物Re-Os中Re含量，压杆顶部设有锁止组件；

其中，第一应变片、第二应变片、Re含量传感器、通讯模块和供电模块均与预处理模块信号连接，预处理模块用于计算压力变化值。

进一步，锁止组件包括沿压杆竖向依次设置的锁止块和第三弹性件，锁止块与压杆侧壁上部铰接，第三弹性件套设在压杆上部，容置腔侧壁上部依次开有第一锁止槽和第二锁止槽，第二锁止槽连通有释放槽，其中，初始状态时，锁止块卡接于第一锁止槽，锁止状态时，锁止块卡接于第二锁止槽。

进一步，压杆顶部固定连接有密封圈。

本方案的原理及有益效果：

本方案基于现有金矿的地质数据，依次构建地层模型、断层模型、岩体模型和品位模型，并将其耦合，基于找矿信息量法确定成矿因素和有矿阈值，再基于成矿因素、有矿阈值和金品位数据分别构建金矿预测模型和成矿因素-矿储量函数，通过地表特征确定第一成矿范围，在第一成矿范围基础上分布式钻孔获取其他成矿因素数据，计算成矿度判断是否有矿。

本方案基于现有金矿的地质数据上，通过找矿信息量法确定了包含金属硫化物Re-Os中Re含量和压力变化值在内的成矿因素，增加对成矿区域判断的评价指标，现有技术与本方案相比只能确定第一成矿范围，而本方案在第一成矿范围上采用分布式监测的方式，获取了动态的金属硫化物Re-Os中Re含量和压力变化值，提高了成矿区域判断的准确性，通过计算有矿阈值和成矿度，并将其对比可以得到范围更精准的待开采矿区，并且通过分布式监测桩的数据与成矿因素-矿储量函数能够估算待开采矿区的金矿预估储量，能够为后续的开采方案提供技术指导，以选择合适的开采方案，减小开采成本。

附图说明

图1为本发明实施例的探测流程示意图。

图2为本发明实施例的监测桩的剖面图。

图3为图2中的放大图。

图4为本发明实施例的监测桩的桩本体底部的剖面图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：桩本体1、容置腔2、压杆3、支撑杆4、限位杆5、滑块6、第一弹性件7、第一应变片8、第一滑槽9、滑孔10、供电模块11、密封圈12、第二应变片13、第二弹性件14、锁止块15、第三弹性件16、第一锁止槽17、第二锁止槽18、释放槽19。

实施例基本如附图1-图4所示：

监测桩包括桩本体1，本实施例中桩本体1底部呈锥形，桩本体1顶部设有供电模块11，桩本体1内开有容置腔2且容置腔2贯穿桩本体1顶部，容置腔2内设有通讯模块、预处理模块和支撑组件，桩本体1侧壁下部开有若干第一滑槽9和滑孔10，第一滑槽9内沿桩本体1侧壁方向依次连接有第一弹性件7、第一应变片8和滑块6，容置腔2下方连通有第二滑槽，支撑组件包括沿容置腔2和第二滑槽纵向滑动的压杆3，压杆3底部沿竖向依次连接有第二应变片13和第二弹性件14，第二弹性件14远离第二应变片13的一端与第二滑槽底部固定连接，压杆3中部铰接有若干支撑杆4，支撑杆4中部与容置腔2之间铰接有限位杆5，支撑杆4的活动端设有土壤含水量传感器，支撑杆4能够穿过滑孔10插入矿区土壤，加固监测桩并通过Re含量传感器监测桩本体1周围金属硫化物Re-Os中Re含量，压杆3顶部设有锁止组件；

其中，第一应变片8、第二应变片13、Re含量传感器、通讯模块和供电模块11均与预处理模块信号连接，预处理模块用于计算压力变化值。

锁止组件包括沿压杆3竖向依次设置的锁止块15和第三弹性件16，锁止块15与压杆3侧壁上部铰接，第三弹性件16套设在压杆3上部，容置腔2侧壁上部依次开有第一锁止槽17和第二锁止槽18，第二锁止槽18连通有释放槽19，其中，初始状态时，锁止块15卡接于第一锁止槽17，锁止状态时，锁止块15卡接于第二锁止槽18。

压杆3顶部固定连接有密封圈12。

利用现有金矿勘探采矿数据辅助实现金矿资源探测的方法的具体实施过程如下：

S1、获取现有金矿的地质数据，地质数据包括地质平面图、DEM数据、勘探线剖面图、钻孔数据和金品位数据。

S2、构建地层模型：基于GOCAD软件构建三维空间，以未开采地表的DEM数据导入GOCAD，提取地质平面图中的地层界线以.shp格式导入GOCAD，地层界线投影至相同坐标的DEM数据上并对DEM数据进行切割，相邻切割线采用DSI插值法进行曲面平滑，获得地层模型。

S3、构建断层模型：基于勘探线剖面图提取断层线，构成断层骨架网络，将断层线合并，基于SMW生成断层面，导入同坐标下的钻孔数据对断层面进行高度调整，获得断层模型。

S4、构建岩体模型：基于勘探线剖面图获取岩体边界线，沿重力方向延伸岩体构建若干水平切片，校正水平切片高程，对于岩体高差变化超过阈值的水平切片进行加密处理，对于岩体高差变化低于阈值的水平切片进行稀疏处理，提取水平切片与岩体边界线交点，记为控制点，连接控制点获得封闭曲线并对其加密处理，使用DSI进行多次插值后将封闭曲线按照高程连接获得初始岩体表面，对其约束校正，获得岩体模型。

S5、构建品位模型：将地层模型切割为若干等体积的块体模型，基于克里格法在块体模型中添加同坐标的金品位数据，获得品位模型。

S6、耦合地层模型、断层模型、岩体模型和品位模型，基于找矿信息量法确定成矿因素和有矿阈值，找矿信息量法确定成矿因素和有矿阈值的步骤包括：

记I

则有矿阈值的表达式为：

其中，

获得的成矿因素包括地表特征、岩石类型、岩石分布、岩石厚度、金属硫化物Re-Os中Re含量和压力变化值，再基于成矿因素和有矿阈值构建金矿预测模型。

S7、以成矿因素为自变量，设有钻孔的成矿区域的矿储量为因变量，构建成矿因素-矿储量函数，其表达式为：

A

其中，a为成矿因素，A

S8、根据成矿因素中的地表特征和岩石分布，在待探测矿区圈出第一成矿范围，在第一成矿范围分布式钻孔获取岩石类型和岩石厚度的数据，在能够成矿的岩石类型处埋入监测桩，桩本体1插入矿山土壤，锁止块15克服第三弹性件16的弹力卡接于第二锁止槽18，从而锁止支撑组件，避免土壤软化时桩本体1偏移影响第一应变片8监测的准确性，并且密封圈12封住容置腔2，减小外界对容置腔2内电子元件的损坏；

监测桩在初始状态时，第一弹性件7和第二弹性件14在克服土壤压力和压杆3重力下，使第一应变片8和第二应变片13保持受力平衡状态，当岩层周围的压力存在变化时，若压力减小，第一应变片8跟随滑块6向外伸出，记录此时的Re含量，若压力增大，第一应变片8跟随滑块6向内缩回，记录此时的Re含量，预处理模块根据压力变化计算压力变化值；

S9、将S8钻孔获取的数据输入金矿预测模型计算成矿度：若成矿度超过有矿阈值，则该钻孔点有矿，将有矿的钻孔点相连形成待开采矿区，若成矿度未超过有矿阈值，则该钻孔点无矿；

S10、计算待开采矿区内各钻孔点的矿储量，各钻孔点的矿储量之和即为待开采矿区的金矿预估储量，监测完毕后在需要拆除监测桩时，取任一能通过释放槽19的支撑件挤压锁止块15，锁止块15脱离第二锁止槽18的限位，在第三弹性件16的弹力作用下向上移动，带动支撑杆4缩回至容置腔2，锁止块15移动至第一锁止槽17，即可将监测桩取出。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。